电子产品的可靠性标准:要求，过程和设计

2022年5月17日

有烧焦痕迹的PCB

在设计时考虑到电子产品的可靠性标准，可以防止类似烧毁PCB这样的问题

可靠性问题几乎可以打击任何机制或结构，包括包含PCB的电子系统。根据系统的不同，电路板的故障可能会导致时间、金钱甚至生命的损失。幸运的是，您可以通过良好的计划、设计、制造过程和有效的方法来减少这些故障的可能性压力测试．让我们看看如何创建一种设计，以促进pcb的发展，满足电子产品的可靠性标准。

为什么电子产品的可靠性标准很重要?

PCB设计是一个既客观又主观的过程。虽然有一些基本规则规定了产品应该如何设计，但留给硬件工程师来决定什么是最佳实践。这会导致不同的解释，从而可能导致产品质量的变化和不一致。例如，工程师在设计PCB时可能会考虑这些问题:

由于主观的解释，PCB设计人员无法确保输出始终可靠。您可能会生产出具有电气功能的PCB，但面临潜在的组装问题，例如组件错位，或者针对制造进行了优化，但未能完成组装EMC合规测试。

设计一个好的PCB机械可靠性计划的第一步是确定我们的目标，具体如下:

电子产品的可靠性可以定义为电路板在其预期寿命内不发生结构、操作或电气故障的确定程度或可能性。

对于PCB设计人员来说，以特定的电子可靠性标准为指导是很重要的。的IPC标准为开发可靠的电子产品提供良好的参考。在设计PCB时，这些标准没有留下任何假设或猜测。

PCB开发标准

IPC PCB设计、制造和测试标准

IPC它的前身是印刷电路研究所，与数千家电子公司有联系。该协会负责制定和发布制造商必须满足的标准。今天，电子工程师和PCB制造商都使用IPC标准来确保整个PCB设计链的一致性、质量和可靠性。

虽然IPC标准包括PCB制造的设计、材料、检验、性能和其他方面，但也有一些标准与PCB设计人员的工作有关。以下只是制造商必须遵守的一些设计标准的几个例子:

Ipc - 2221 -这是一个通用的IPC标准，几乎为PCB设计的每个领域提供指导。您可以在IPC-2221中找到有关通孔尺寸，散热土地模式，传输线几何形状，组件放置等的具体指南。
Ipc - 2222 -本标准作为截面刚性PCB设计的指南。它提供了结构元素的指导方针，如孔宽高比，介电间隙和板厚度。
Ipc - 2223 -本标准提供了柔性PCB设计指南，包括弯曲半径、屏蔽图案、材料选择和阻抗控制等结构考虑。

现在我们已经确定了PCB可靠性是什么，我们需要量化它。这意味着必须建立我们可以在设计和制造过程中使用的具体标准。

要做到这一点，我们必须能够回答以下问题:

你们董事会运作的监管要求是什么?
电路板的最低可靠性要求是满足所有适用的法规标准。因此，你们应该知道你们的IPC分类是如何影响你们设计的生产的。
板子会震动吗?
假设您的电路板将被安装为汽车、工业或航空航天系统的一部分。在这种情况下，它可能会受到振动，这可能会对PCB的机械结构产生直接的不利影响。在这种情况下，冲击测试对于保证PCB的机械可靠性至关重要。
板子是连续运动还是间歇运动?
一个单一的动作可能不会立即被感觉到;然而，连续或间歇的运动可能导致结构破坏或失效。
单板安装环境的温度范围是多少?
另一个对PCB完整性的重大威胁是温度变化或过热或过冷。
正常工作时电压和电流的范围是什么?
过高的电压和电流会导致电弧和短路，如果严重的话，会损坏PCB和组件。
PCB的运行生命周期是什么?
没有哪个董事会会永远存在;然而，它应该被设计成在其额定环境中可靠地运行其预计寿命。